Барри Паркер - Мечта Эйнштейна. В поисках единой теории строения
Роберт Оппенгеймер (1904-1967)
Оппенгеймер родился в Нью-Йорке в 1904 году в довольно обеспеченной семье, где держали слуг. Это сказалось на его характере, так что временами он бывал слишком резким и капризным. Но даже в детстве эти черты нисколько не умаляли его выдающихся умственных способностей. По свидетельству друзей, он был красивым юношей с копной чёрных волос и проницательным взглядом голубых глаз – такие нравятся девушкам. Но в молодости девушки мало интересовали его, он был слишком занят учёбой. В классе он всегда был первым – должно быть, для него это был вопрос чести. Жажда знаний была так велика, что времени не оставалось даже на спорт, который он, впрочем, всегда недолюбливал.
Научные пристрастия Оппенгеймера определились рано. Роберту было лет шесть, когда дед подарил ему коллекцию минералов, и вскоре мальчик стал рьяным коллекционером. В школе он начал изучать физику и химию, и эти предметы его околдовали, чему, возможно, способствовало влияние одного из учителей, Августа Клока, которого Роберт очень любил. Учитель английского тоже имел на него большое влияние. Оппенгеймер в числе других был частым гостем в его доме.
Дружба с этими людьми благотворно повлияла на юношу, хотя в школе его по-прежнему считали заносчивым. Он любил выставлять свои знания напоказ, и временами это приносило ему неприятности – он частенько становился мишенью для насмешек. Однажды он написал родителям из летнего лагеря, что познает там суровую «правду жизни» и очень этому рад. За это письмо его заперли голого на всю ночь в холодном подвале. Получив письмо, родители всполошились и помчались в лагерь; сальные анекдоты («жизненная правда») были раз и навсегда запрещены.
Те, кто знали его в молодости, обычно вспоминают Оппенгеймера как хрупкого и несколько неуклюжего подростка. Однако после поездки в долину Пеко в Нью-Мехико Роберт очень изменился. Он увлёкся пешим туризмом, полюбил спать на земле и научился подолгу обходиться без еды. Позднее он проводил в тех местах немало времени.
В 1922 году Оппенгеймер поступил в Гарвардский университет. Он ещё не решил, кем стать, но интерес к химии помог выбрать химический факультет. Четыре курса он закончил за три года. Все однокашники признавали, что Оппенгеймер на голову выше их по способностям.
За три года в Гарварде он ни разу не ходил на свидания. Впрочем, невинные развлечения не были ему чужды. Однажды зимой Роберт с двумя приятелями шёл по берегу озера, как вдруг они стали подбивать его искупаться нагишом. «Только вместе с вами», – ответил Роберт, и вскоре вся троица, раздевшись догола, нырнула в ледяную воду.
Учился Опппенгеймер только на «отлично», хотя иногда, крайне редко, получал оценку пониже. До последнего курса он никак не мог решить, чему себя посвятить; в это время Перси Бриджмен начал читать курс физики. Роберту понравились и лекции, и сам преподаватель, о котором он позднее сказал, что это был самый блестящий из всех гарвардских профессоров. Оппенгеймер решил, что вместо химии займётся физикой, и после выпуска обратился в Кембриджский университет в Англии. Он хотел работать у Резерфорда, в те времена ведущего физика. Однако прекрасное рекомендательное письмо Бриджмена не произвело на Резерфорда впечатления, и он не взял Оппенгеймера к себе, а отправил в лабораторию Дж. П. Томсона.
Томсон отвёл ему закуток в своей лаборатории и поручил изготовлять тонкие бериллиевые плёнки. Отсутствие опыта обернулось для Роберта полным крахом: работа ему не нравилась и не ладилась. Нелюбовь к работе сочеталась с нелюбовью к жилью, которое позднее он окрестил «чёртовой дырой». Надежды не оправдались, и вскоре Роберт впал в депрессию. Он крепился, но друзья стали замечать неладное. Двухнедельная поездка с приятелями на Корсику помогла ему немного оправиться. Они бродили по горам, забыв все невзгоды. А после встречи с Бором, который приехал в лабораторию Резерфорда, его настроение и вовсе изменилось. Бор и его работа произвели на Оппенгеймера такое впечатление, что он тут же решил стать теоретиком.
Вскоре Макс Борн пригласил Оппенгеймера побывать в Гёттингенском университете, и тот решил ненадолго съездить в Германию, но интеллектуальная атмосфера и взаимоотношения в университете так ему понравились, что он остался в Гёттингене и через пару лет защитил там диссертацию. В Гёттингене Оппенгеймер очень изменился, от депрессии не осталось и следа, и он с головой ушёл в работу. Годы, проведённые им в Германии (1926-1927), кстати, были очень плодотворными для развития физики – квантовая механика только разрабатывалась, и в ней практически каждую неделю происходили важные открытия.
Оппенгеймер оказался в самой гуще событий, для него это было прекрасное время. Он работал с Борном, применяя новую теорию для объяснения соударений частиц; вместе они создали то, что теперь называется приближением Борна-Оппенгеймера. Вскоре в Гёттинген приехал его друг Поль Дирак, и они проводили вдвоём много времени, обсуждая новые идеи.
В 1928 году Оппенгеймер вернулся в Соединённые Штаты. Он достиг вершин: участвовал в развитии квантовой теории, приобрёл известность и поэтому получил массу предложений. Десять американских и несколько европейских университетов предлагали ему место преподавателя. Даже «альма матер» – Гарвард – ждал его приезда. По зрелом размышлении он решил принять два предложения: одно из Беркли, другое из Пасадены – Калифорнийского технологического института. Особенно привлекал его университет в Беркли, известный превосходным физическим факультетом, но в теоретическом отношении он походил на пустыню. Кроме того, там ещё никто не слышал о квантовой теории.
Поначалу преподавание в Беркли ему не давалось. Судя по воспоминаниям его первых учеников, Оппенгеймер невнятной скороговоркой произносил текст лекции, зажав в одной руке сигарету, в другой – кусок мела, так что студенты часто держали пари 88 в надежде, что он сунет мел в рот или начнёт писать на доске сигаретой. Но этого так и не случилось.
Очень скоро Оппенгеймер понял, что студенты за ним не успевают, сбавил темп и начал лучше излагать материал. Он очень любил общаться со студентами после занятий, мог часами объяснять что-то и хвалил студентов, даже если они того не заслуживали. Но на экзаменах спуску не давал, и многие его боялись. Для выпускников – у него их набиралось по крайней мере человек двенадцать – он был кумиром и примером для подражания. Оппенгеймер приглашал их в кафе, угощал новыми блюдами и винами и проводил с ними много времени. Их шутя называли «свитой Оппи». Это была элита, лучшие американские студенты, многие из которых впоследствии прославились.
То было самое плодотворное время в жизни Оппенгеймера. Он много публиковался, и работы у него были серьёзные, хотя и не настолько выдающиеся, чтобы претендовать на Нобелевскую премию. Кто-то из студентов сказал, что, несмотря на острый и проницательный ум, он никогда первым не добивался результатов, потому что не развивал своих идей.
В 40-е годы в его жизни начался новый этап. В 1938 году немецкие физики Ган и Штрассман открыли процесс деления ядра, и вскоре стало очевидно, что на основе этой реакции можно сделать мощную бомбу. США находились в состоянии войны с Германией, и, узнав, что там занимаются такими разработками, американцы последовали примеру немцев. Оппенгеймер участвовал в большинстве предварительных обсуждений. На одном из первых он представил расчёты по количеству расщепляемого материала, который требуется для создания бомбы, и в 1940 году его назначили руководителем проекта. Вначале ему пришлось искать место для секретной лаборатории. Зная горные районы Нью-Мехико, он остановил свой выбор на Лос-Аламосе. Как известно, атомная бомба была создана и применена.
Основным вкладом Оппенгеймера в астрофизику было открытие постоянно коллапсирующей звезды. Интересно, что это его единственный экскурс в данную область. Бо?льшая часть работ 1938-1939 годов, когда он опубликовал свою статью по астрофизике, посвящена квантовой теории и ядерной физике. Странный результат поразил учёного. Вот что Оппенгеймер писал коллеге в 1939 году: «Мы занимались статическими и нестатическими решениями для очень больших масс, истощивших источники ядерной энергии. Это могут быть старые звёзды, от которых в результате коллапса осталось только нейтронное ядро. Результаты получились очень странные…»
Открытая Оппенгеймером и Снайдером звезда некоторое время привлекала внимание учёных, но постепенно интерес к ней угас. Многие астрономы считали, что эти поразительные результаты для современной астрономии не имеют значения, ведь такие экзотические объекты вряд ли существуют в природе. Без сомнения, Оппенгеймер продолжил бы работу в этом направлении, но тут началась война, и он переключился на атомную бомбу. К проблеме коллапсирующих звёзд он больше не возвращался. В 50-х годах, когда ей во всём мире занималась горсточка учёных, дело продвигалось плохо. Но в начале 60-х годов положение изменилось. Были открыты странные объекты, напоминающие звёзды (теперь они называются квазарами). Оказалось, что они выделяют колоссальное количество энергии. Каков механизм этого процесса? Нет ли тут связи с чёрными дырами? Открытие вызвало некоторый интерес, но, так как нейтронные звёзды ещё не были обнаружены, чёрные дыры никто всерьёз не принял.
